3. «Нестандартное» использование CWDM
Отдельно стоит вернуться к свойству CWDM систем уплотнения, которое было озвучено ранее как «мобильность».
По сути, термином «мобильность» мы назвали «нестандартное» использование CWDM систем уплотнения. Это не значит, что мы будем забивать гвозди мультиплексорами или использовать приёмопередатчики в качестве метательных снарядов – мы просто покажем, как еще можно использовать CWDM и насколько просто решать нерешаемые с первого взгляда задачи.
3.1 Комбинирование CWDM и WDM
Первой в списке нестандартных задач стоит задача комбинирования WDM и CWDM технологий. На самом деле эта задача встречается достаточно часто и на её решение провайдер тратит достаточно много времени. Мы попробуем предложить шаблонное решение для решения таких задач, но сначала разберемся, зачем вообще комбинировать две технологии уплотнения, если можно сразу использовать CWDM.
Все предпосылки для комбинирования технологий уплотнения так или иначе опираются на тот факт, что где-то уже существует оптическая линия связи, которая в настоящий момент занята WDM системой передачи данных, например:
- провайдер хочет арендовать «чужую» линию связи, на которой уже работает дуплексный WDM канал связи. Как уже было описано ранее, WDM использует всего две длины волны из возможных 18-ти, так что у потенциального арендатора есть все техническая возможность «врезаться» в чужую линию связи без последствий для владельца;
- провайдер имеет рабочую линию связи, работающую по WDM технологии уплотнения, и хочет расширить её ёмкость, но при этом не хочет тратить много денег на апгрейд;
- провайдер имеет длинную оптическую магистраль (с одним дуплексным WDM каналом связи), которая проходит насквозь нескольких небольших населенных пунктов (например, сёла или ПГТ). Если при этом требуется дополнительная связь между двумя населенными пунктами, находящимися на пути следования магистрали – логично и экономически оправдано использовать CWDM «врезки» в основную магистраль.
Для решения подобных задач потребуется пара CWDM приёмопередатчиков с длинами волн излучателей, отличными от уже работающих в линии связи длин волн WDM, а так же 2 пары соответствующих CWDM фильтров.
Правильно установленные CWDM фильтры будут пропускать через себя WDM сигнал в оба направления, не затрагивая его. Вместе с этим CWDM фильтры будут «подмешивать» в линию связи и извлекать из неё еще один дуплексный канал связи.
При желании добавить более одного дуплекса в линию связи, предыдущий пункт по выбору CWDM оборудования повторять до полного удовлетворения.
Стоит отметить, что существует возможность комбинировать CWDM и DWDM системы уплотнения, но на практике такая комбинация применяется крайне редко.
3.2 Одноволоконные ответвления от магистрали
Другая проблема, с которой часто сталкиваются начинающие CWDM инженеры – это организация ответвлений от магистрали.
Казалось бы – всё просто, поставили два CWDM фильтра и подключили приёмопередатчик.
Но на практике часто инженер сталкивается с тем, что в месте ответвления нет никакой постройки, где могло бы стоять активное оборудование, и от места ответвления до места возможной установки CWDM приёмопередатчика сотни метров, а то и несколько километров.
Некоторые не считают это проблемой и используют двухволоконный кабель от места ответвления до точки присутствия.
Мы же предлагаем экономить волокна и делать одноволоконные ответвления при помощи дополнительных CWDM фильтров.
Для того, чтобы выделить из CWDM магистрали один дуплексный канал связи, потребуется два CWDM фильтра, которые будут выступать в роли OADM.
Для того, чтобы пустить этот дуплексный канал по одному волокну дальше, потребуется еще пара CWDM фильтров.
Как видно из рисунка, пара фильтров после OADM работает в тандеме: один фильтр выступает в роли миниатюрного мультиплексора на 2 длины волны, а второй – в роли демультиплексора с прямым подключением к приёмопередатчику.
Данная схема позволяет сэкономить целое волокно, что может стать существенным преимуществом в некоторых «узких» местах городской магистрали или «в поле».
3.3 «Пассивная звезда»
Третья проблема, которую многие отбрасывают сразу как заведомо дорогую – создание полностью оптической топологии типа «звезда» без активного оборудования в центре этой самой звезды.
Многие считают, что эту задачу можно решить только с использованием PON-технологий (PassiveOpticalNetwork – пассивные оптические сети), что, в свою очередь, сильно удорожает весь процесс из-за высокой стоимости «головы» пассивной сети и сетевых клиентов.
Мы предлагаем решить эту проблему с использованием CWDM системы уплотнения и одного планарного оптического делителя, применяемого в PON.
Для решения данной задачи нам потребуется CWDM мультиплексор на необходимое количество длин волн (по паре разных волн на одного потребителя траффика), CWDM фильтры по количеству длин волн в мультиплексоре и столько же CWDM приёмопередатчиков.
На стороне провайдера устанавливается свитч с портами под оптические модули, в который загружается половина приёмопередатчиков. К ним подключается CWDM мультиплексор, который собирает спектральные каналы в групповой сигнал и пускает их по одному волокну до точки деления (та точка, которая будет центром «звезды»).
PLC делитель разделяет групповой сигнал по разным оптическим волокнам и пускает его на разные направления. При этом в каждом волокне будет находиться весь групповой сигнал (читай как «все длины волн, вышедшие из мультиплексора»), а не часть его.
На конце каждого волокна стоит пара CWDM фильтров, которые отфильтровывают нужные длины волн, а остальные игнорируют.
К этим фильтрам подключаются CWDM приёмопередатчики с нужной длиной волны. Приёмопередатчики можно также загрузить в оптический свитч или медиаконвертер-корзину – кому как больше нравится.
Вся прелесть данной схемы состоит в том, что каждый потребитель получает полный дуплексный канал связи на заявленной скорости (например, 1 гигабит в секунду), а не делит скорость с другими потребителями (как, например, в PON).
Недостаток такой схемы очевиден: максимум 9 абонентов на «звезду» (18 длин волн и не более того).
3.4 Создание Т-образных перекрёстков
Еще одна интересная задача, которую в разных реинкарнациях нам приходится решать регулярно – создание «Т-образных перекрестков».
Ситуация, когда имеется три потребителя, которым необходимо общаться друг с другом минуя третьего (например, из соображений безопасности) – далеко не редкость, и решением так же вполне может стать CWDM система уплотнения.
«Т-образный перекресток» можно построить с использованием CWDM фильтров и специальных мультиплексоров, которые можно изготовить под заказ или самостоятельно собрать из всё тех же CWDM «колб».
Как видно из рисунка, каскад CWDM фильтров успешно справляется с задачами разделения оптических потоков из центральной точки по крайним, а также пропускает насквозь траффик между двумя крайними точками.
Более элегантная схема «Т-образного перекрестка» может быть построена на базе планарных делителей 1х2 и всё тех же специализированных мультиплексоров.
Вся прелесть использования планарных делителей состоит в том, что они могут пропускать через себя весь CWDM диапазон длин волн без проблем, при этом снижая мощность входящего сигнала всего в 2 раза (на 3 децибела).
Конечно, есть и масса других вариаций на тему «Т-образных» или «Х-образных» перекрестков, но, поверьте, CWDM система – достаточно мощный инструмент, следует только разобраться с основными принципами. Дальше всё решается элементарно, надо просто увидеть это решение и воплотить его в жизнь!
3.5 CWDM и CATV
Еще одна область, где можно использовать CWDM фильтры – ввод/вывод сигнала оптического аналогового телевидения (CATV).
В пассивных оптических сетях (PON)CATV работает на длине волны 1550нм и имеет достаточно узкий спектр (но это, опять же, зависит от используемого CATV передатчика) – поэтому зачастую для ввода сигнала в PON или вывода CATV сигнала на абонентский оптический приёмник достаточно установить обычный CWDM фильтр на длину волны 1550нм.
В данном примере CWDM фильтр выступает в роли «смесителя», комбинируя аналоговый ТВ сигнал на длине волны 1550нм и дуплексный WDM канал передачи данных, работающий на длинах волн 1310нм/1490нм.
На стороне абонента показан сетевой клиент, умеющий самостоятельно разделять сигнал CATV и Ethernet. Если вместо такого сетевого клиента у абонента стоит отдельный приёмник ТВ и отдельный сетевой клиент для приёма/передачи данных – у такого абонента также можно установить CWDM фильтр на 1550нм, который разделит комплексный сигнал на составляющие.
Для Ethernet сетей, в которых CATV обычно передается на длине волны 1310нм, используют специальные Tree-port фильтры с более широким спектром пропускаемого сигнала – это правило диктуется характеристиками CATV передатчиков, работающих на длине волны 1310нм. Однако, если Вам в руки попадет такой CATV передатчик, но с узким спектром исходящего сигнала – можно смело брать в руки обычный CWDM фильтр на 1310нм и использовать его.
